电机绕线框架结构制造技术

本发明专利技术公开一种电机绕线框架结构，其是利用二挡片与四个陶瓷导热片所形成组合式的机构装置，并经由结构化沟槽设计，在自动化绕线机做线圈绕线时方便了排线，且陶瓷导热片大幅提升线圈接触的散热面积，如此，将线圈热源迅速传递至高热导率的高导热材料片及快速传至定子，最后通过空冷系统或水冷系统，迅速将热源带走，大幅降低了内外部温差，利用本案所提出的结构，以达到电机线圈的快速导热及排线便利的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电机绕线框架结构，尤其是涉及一种针对铜线与定子之间的热阻，设计了一种整合式绕线绝缘座结构，配合高热传导率的陶瓷导热片的结构化沟槽设计，大幅度的降低了铜线与定子之间的接触热阻，且于自动化绕线机绕线时方便了排线，其中两档片材质都为绝缘材料，而绕线内层的材料为陶瓷导热片，一体式或组合方式形成一具高导热介质材料的整合是绕线框架结构。
技术介绍
近年来，高功率密度或高扭矩密度的盘式电机逐渐成为这类应用的主流技术趋势。使用于微混动力系统(MildHybridPowerSystem)的重型机车(HeavyDutyScooter)，引擎本体与发电机兼马达结构，类似延距式电动车的ISG，且ISG操作于高扭矩密度输出作为起步或加速辅助的马达的模式需求比例(>70％)，发电机模式的需求<30％，但安装空间与散热条件更加严苛。对于整合式发电机的散热方式，主要分为水冷系统与气冷系统两种，水冷系统主要针对发电机本体的外壳上做水冷气系统的配置，使铜线发热源传至定子，并经由外壳的水冷系统将热源带走；而气冷系统主要针对发电机本体的外壳上做散热鳍片配置并经由风罩包覆住再加入强制对流的高风压风扇，迅速将热源带走。而根据热对流理论，液流状态的热对流系数约为100～10000W/m2K；气流状态的热对流系数约50～250W/m2K，故由此可知相较于气冷系统，水冷系统拥有较优异的散热条件，但应用于微混动力系统的重型机车的车载测试时，就算使用水冷系统的发电机温度仍高达120～140度，且外部温度到达80～100度，这使得内外温差高达40度，即意味着内部散热的热传导条件恶劣，这严重影响到发电机本体与周围零件的寿命，进一步限制了车载的操作时间。经由热阻分析实验，造成发电机本体内部热传导条件恶劣是在于经由铜线发热源至定子之间绝缘材料(Peek)的热阻，其热传导系数仅0.25W/mK，却占了总热阻约67％，使得发电机内部温度无法快速传导至壳体，最后导致了发电机本体严重的累积热源，其散热不足将使发电机效率下降与绝缘劣化。在热阻分析所发现的问题，本案提出绕线线架及陶瓷导热片一体式或组合式的机构装置，并经由结构化设计的陶瓷导热片大幅提升铜线接触的散热面积，大幅度提升了铜线与定子的热传导率，使发电机内外温差降低，达到优异的散热条件，不论是气冷或水冷系统都能进一步突破传统外部热传导的限制。
技术实现思路
基于解决以上所述现有技术的缺失，本专利技术为一种电机绕线框架结构，其主要目的为针对铜线与定子之间的热阻，设计了一种整合式绕线绝缘座结构，配合高热传导率的陶瓷导热片的结构化沟槽设计，大幅度的降低了铜线与定子之间的接触热阻，且于自动化绕线机绕线时方便了排线，其中两档片材质都为绝缘材料，而绕线内层的材料为陶瓷导热片，一体式或组合方式形成一具高导热介质材料的整合是绕线框架结构。本专利技术的另一目的在于进一步提升散热面积及方便排线，针对陶瓷导热片的表面上做结构化沟槽设计，如此一来，自动化绕线机绕线时方便了排线，且相较于仅用绝缘套的高热阻界面而言，能够更迅速地将铜线的热量传导至硅钢片，进而传至壳体，做对应性的水冷系统或气冷系统，突破由外部的冷却系统冷却发电机本体的限制。为达上述目的，本专利技术为一种电机绕线框架结构，包括有：二挡片，在其相对应的内侧设置有一扣合结构；四个容置槽，设置于该扣合结构上；绝缘座，由四个高导热材料片所组成，设置于该二档片之间，且该四个高导热材料片的两端分别卡合于该扣合结构，以形成一固定结构；以及线圈，绕设于该四高导热材料片外露的一表面，并于该四高导热材料片内部所形成矩形空间中设置一定子。优选的，该二挡片构成材质为一绝缘体。优选的，该高导热材料片构成材质为一陶瓷材料、一石墨材料或一硅胶材料。优选的，该高导材料片于绕设该线圈的该表面设置有一沟槽或一波浪槽。优选的，该线圈于导热时所产生的热量通过该绝缘座、该定子、一电机壳体的传导，再由该电机壳体经由一空冷或一水冷散热器进行散热。优选的，该扣合结构为于该二挡片相对应内侧设置该四个容置槽，以使该四个高导热材料片的两端恰可卡合于该二档片的该扣合结构，而该四个高导热材料片组装完成后近似于一中空矩形体。优选的，该扣合结构为于该二挡片相对应内侧设置有四个凸块，并各于该四个块外侧设置有三个铆钉，且该四个凸块分布位置呈一矩形，而单一高导热材料片卡合于相邻二个凸块的该容置槽中，并利用一扣勾来套置于该四个凸块的该三个铆钉上，以形成该二挡片与该四个高导热材料片的固定结构，而该四个高导热材料片组装完成后近似于一中空矩形体。优选的，该四个高导热材料片所形成该中空矩形体，其中两相邻呈垂直排列的该高导热材料片的侧边未完全密合。为进一步对本创作有更深入的说明，通过以下图示、图号说明及详细说明，冀能对贵审查委员于审查工作有所助益。附图说明图1为本专利技术电机绕线框架的立体结构示意图；图2为本专利技术二个挡片与四个高导热材料片组装第一实施结构图；图3A为本专利技术二个挡片与四个高导热材料片组装第二实施结构图；图3B为本专利技术图3A组装完成后的立体结构示意图；图4A为本专利技术高导热材料片表面设置一沟槽结构示意图；图4B为本专利技术高导热材料片表面设置一波浪槽结构示意图；图5为本专利技术电机绕线框架中设置一定子的前透视结构示意图。符号说明11～挡片12～线圈13～绝缘座21～挡片211～容置槽22～绝缘座221、222、223、224～高导热材料片31～挡片311～凸块312～铆钉313～凹槽32～绝缘座321、322、323、324～高导热材料片33～扣勾41～挡片42～线圈43～高导热材料片431～沟槽44～高导热材料片441～波浪槽51～挡片52～线圈53～绝缘座54～定子具体实施方式现配合下列的附图说明本专利技术的详细结构，及其连结关系，以利于贵审委做一了解。请参阅图1所示，其为本专利技术电机绕线框架的立体结构示意图，是针对铜线与定子之间的热阻，设计了一种整合式绕线绝缘座结构，配合高热传导率的陶瓷导热片的结构化沟槽设计，大幅度的降低了铜线与定子之间的接触热阻，且于自动化绕线机绕线时方便了排线，其中两档片11材质都为绝缘材料(Peek)，而线圈12内层的四片高导热材料片为陶瓷导热片(Ceramicthermalpad)所构成，但除了陶瓷材料之外，熟悉本技术人仕，也可利用一石墨材料或一硅胶材料来做为构成材料，该四片高导热材料片形成一绝缘座13，利用二挡片11与高导热材料片组合方式形成一具高导热介质材料的绕线框架结构。请参阅图2所示，其为本专利技术二个挡片与四个高导热材料片组装第一实施结构图，其包括有：二挡片21，在其对应的内侧设置有一扣合结构，四个容置槽211，设置于该扣合结构上；一绝缘座22，由四个高导热材料片221、222、223、224所组成，设置于该二档片21之间，且该四个高导热材料片(221、222、223、224)的两端分别卡合于该扣合结构(四个容置槽211)，以形成一固定结构，一线圈(请参考图1)，绕设于该四高导热材料片221、222、223、224外露的一表面，并于该四高导热材料片221、222、223、224内部所形成矩形空间中设置一定子(请参考图5)。前述该扣合结构为于该二挡片相对应内侧设置该四个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机绕线框架结构，其包含有：二挡片，于其相对应的内侧设置有一扣合结构；四个容置槽，设置于该扣合结构上；绝缘座，由四个高导热材料片所组成，设置于该二档片之间，且该四个高导热材料片的两端分别卡合于该扣合结构，以形成一固定结构；以及线圈，绕设于该四高导热材料片外露的一表面，并于该四高导热材料片内部所形成矩形空间中设置一定子。

【技术特征摘要】
2015.09.18 TW 1041310201.一种电机绕线框架结构，其包含有：二挡片，于其相对应的内侧设置有一扣合结构；四个容置槽，设置于该扣合结构上；绝缘座，由四个高导热材料片所组成，设置于该二档片之间，且该四个高导热材料片的两端分别卡合于该扣合结构，以形成一固定结构；以及线圈，绕设于该四高导热材料片外露的一表面，并于该四高导热材料片内部所形成矩形空间中设置一定子。2.如权利要求1所述的电机绕线框架结构，其中该二挡片构成材质为一绝缘体。3.如权利要求1所述的电机绕线框架结构，其中该高导热材料片构成材质为一陶瓷材料、一石墨材料或一硅胶材料。4.如权利要求1所述的电机绕线框架结构，其中该高导材料片于绕设该线圈的该表面设置有沟槽或波浪槽。5.如权利要求1所述的电机绕线框架结构，其中该线圈于导热时所产生的热量通过该绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：张日阳，杨涵评，张朝信，叶信典，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71